Hallo, ich habe ein Problem. Und zwar wollte ich ein DC Motor, per Mikrocontroller über eine H-Brücke steuern, bei dem ich zwischen vorwärts- und rückwärts Drehen umschalten kann. Der Mikrocontoller funktioniert. Als H-Brücke nehme ich die L298 ( http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/1773.pdf ) und habe die Input 1-4 und Enable A+B jeweils direkt an ein Port des MC angehängt. VS bekommt eine 5V Spannungsquelle und VSS eine 12V. Soweit ist ja eigentlich alles klar :-) Aber: Wenn ich nun Enable auf High setzte und zB bei Input1+2 (für Motor 1) auf High und Low setze, dreht sich der Motor, den ich an die Output drann gemacht habe, auch. Wechsel ich jedoch die Input von High auf Low und anders herum, stürzt der MC ab und beginnt von vorne. Woran kann das liegen? Darf ich die Eingänge der H-Brücke direkt an die Ports des Mikrocontroller anhängen oder brauchen die zuviel Strom und deswegen stürtz der MC ab? Schonmal vielen Dank, falls jemand ein Rat für mich hätte! PS: Hat jemand zufällig ein Beispielschaltplan für eine Motorsteuerung mit solch einer Brücke?
Wenn ein Motor bremst oder die Richtung ändert, ERZEUGT er Spannung, und die fliesst in VSS. VSS wird also gestört. Ein grosser Elko von tausenden uF sollte da dran, falls er nicht am Ausgang deines Netzteils vorhanden ist. Ausserdem will der L298 externe Dioden sehen, die hast du hoffentlich dran. Es sollte ja zu schaffen sein, Figure 6 des Datenblatts nachzubauen.
Ist das so, dass VS nur an 5V hängt? Dem Datenblatt nach ist VS die Spannung für die Brücken, also für den Motor. und @ MaWin (Gast) Im Motorbetrieb wird eine Maschine mit ihrer internen Quellenspannung immer unter der Versorgungsspannung liegen, so dass im normalen Bremsbetrieb (nicht getaktet wie bei einem StepUp) nicht in die Quelle gespeist werden kann. Dazu müßte die Drehzahl höher sein, als im Motorbetrieb erreicht wird. guude ts ps VSS ist lt. Datenblatt max. 7V. TE- Ich hoffe Du hattest Dich oben verschrieben.
Es geht um die Spannungsspitzen, die die Motorinduktivität erzeugt. Und die sollten schon mit Freilaufdioden und dicken C's in der Versorgung kurzgehalten werden. Ansonsten tippe ich auf zwei Ursachen: - Programm ist buggy - oder falls es nur bei angeschlossenem Moter passiert: äuserst schlechte Entstörung, Abschirmung, Filterung, Leitungsführung (Masse vor allem).
Moe schrieb: > Schonmal vielen Dank, falls jemand ein Rat für mich hätte! Schaltplan und/oder Bild deines Aufbaus wären hilfreich :-)
Ein paar mehr Details wären nett, z.B. ein Schaltplan DEINES Aufbaus. Ansonsten würde ich auch auf die Freilaufdioden nicht getrennte bzw. gestützte Versorgungsspannung oder zu schnelles Umschalten tippen. @Thomas S.: Die Freilaufdioden sollen beim Einschalten des Motors bzw. Umschalten der Drehrichtung die Spannungsspitzen die durch die Induktivität des Motors erzeugt werden, kurzschließen ,um den Mikrocontroller und den Motortreiber zu schützen. Das hat nichts mit Generatorbetrieb zu tun.
>Es geht um die Spannungsspitzen, die die Motorinduktivität erzeugt. Dafür sind diese Freilaufdioden gut. Die Energie ist 1/2*L*i², dafür braucht man keine >dicken C's eher schnelle, und auch nur in den Abschaltpunkten. Bremsen geht anders, und Nutzbremsen erst recht. Der TE sollte mal was zu den Spannungen sagen, wie ich oben schon mal gefragt hatte. guude ts
@ Wayne (Gast) >@Thomas S.: Die Freilaufdioden sollen beim Einschalten des Motors bzw. >Umschalten der Drehrichtung die Spannungsspitzen die durch die >Induktivität des Motors erzeugt werden, kurzschließen ,um den Darüber denken wir aber nochmal nach, gelle? In den ABSCHALTPUNKTEN gibt es keinen Kurzschlußweg, sondern nur den Weg über die Quelle. DAS ist eine BRÜCKE! guude ts
Eben. Und dieser Weg zur Quelle läuft über die Freilaufdioden. Guckst du ins Datenblatt des L298, Seite 8, die Dioden D1 bis D8.
Es ist bestimmt ein Spikeproblem, vermutlich auf Gnd. Beim Layout ist es ganz wichtig, Digital-Gnd und Power-Gnd getrennt zu verlegen und nur an einem Punkt, nämlich am L298 zu verbinden. Dort muss auch der dicke C hin, am besten noch einen Keramischen parallel dazu. Auf kurze Leitungsführung (=parasitäre Induktivitäten) und kompakten Aufbau achten. Stromschleifen sollen eine möglichst kleine Fläche aufspannen, d.h. Hin- und Rückleitung sollen so kurz und eng wie möglich verlaufen. Nebenbei, der L298 ist über 20 Jahre alt, da gibt es inzwischen besseres, z.B. den L6203 oder ähnliche mit MOSFET-Ausgang. Das mit dem Generatorproblem ist nicht so ganz ohne: wenn Du mit PWM arbeitest, kann es tatsächlich zu einer Überhöhung der Power-Spannung kommen. Die Schwungenergie (rotierende Massen) muss ja irgendwo hin. Nur bei "hartem" Schalten wird die Energie in der Spule und der Endstufe in Wärme umgewandelt.
Letztmals: Natürlich wird die Energie der Spule beim Abschalten über die Freilaufdioden gehen, und über die Leitungswiderstände und Innwiderstand der Quelle verbraten. Die "Schwungenergie" der Maschine würde nach Abschaltung der Spannung in den Lagern in Wärme - bzw. durch die angehängte Last umgesetzt. Aktives Bremsen kann man - einfach an Widerständen in Wärme umsetzen. - die zu niedrige Spannung i.d. Art eines Step-Up-Konverters hochsetzen, und in den Zwischenkreis speisen. Das wäre Nutzbremsen. Ich dachte hier posten Fachleute, aber wenn mir oben erzählt wird über welche Dioden das laufen soll -aber das Prinzip nicht stimmt- dann frage ich mich schon, ob das Schüler oder evtl. sonstige moderne Ingenieure sind, die hier schreiben! guude ts
Thomas S. schrieb: > Die "Schwungenergie" der Maschine würde nach Abschaltung der Spannung in > den Lagern in Wärme - bzw. durch die angehängte Last umgesetzt. Das stimmt nur bedingt und hängt vom Arbeitspunkt und dem Maschinentypen ab. Typischerweise kann man mit einer gegebenen Betriebsspannung nur eine maximale Drehzal der Maschine erreichen, bis die Gegenspannung der Maschine der Speisespannung entspricht. Schaltet man dann die Ansteuerung des Motors ab, dann sieht man eine Spannung, die der aktuellen Gegenspannung des Motors mit der aktuellen Drehzahl entspricht. Diese ist in aller Regel kleiner oder gleich der Speisespannung. Solange wir bei Bremsen von langsamen Auslaufen reden stimmt die Aussage. ABER: Es gibt mehrere Fälle, bei denen Energie in die Quelle zurückgespeist werden kann. Fall aktives Bremsen: Hierbei wird mit dem Umrichter quasi ein Hochsetzstellerprinzip gefahren und mit Hilfe der Motorinduktivität die Rotationsenergie in elektrische Energie in die Pufferkondensatoren zurück gespeist. Deren Spannung kann dann drastisch ansteigen. Fall Reversieren: Wenn man die Laufrichtung des Motors schnell umkehrt, dann erfolgt das in zwei Phasen: aktives Bremsen (mit Rückspeisung der Energie in die Pufferkondensator (oder Quelle) danach aktive Beschleunigung in die andere Richtung. Fall Generator: Falls der Motor im Generatorbetrieb läuft und von einer mechanischen Quelle gespeist wird, dann muss der Umrichter die Energie in den Zwischenkreis schieben. Ein Abschalten führt in aller Regel zu einer Beschleunigung der Drehzahl und einem weiteren Ansteigen der Pufferspannung. Fall Feldschwächbetrieb: Bei Drehfeldmaschinen (Asynchron / Synchron) ist es möglich, durch geeignete Wahl der Vektoren von D und Q (Erregungsdrehfeld und momenterzeugendem Drehfeld) mit einer reduzierten Komponente des D-Feldes zu arbeiten. Dadurch ist die entstehdende Gegenspannung geringer als im nominalbetrieb und es können deutlich höhere Drehzahlen gefahren werden (mit reduziertem Drehmoment). Wenn dann das künstlich erzeugte geschwächte Feld abgeschaltet wird, kommt es auch hier zu einer hohen Gegenspannung die ebenfalls einen Strom in die Pufferkondensatoren sucht. Für all diese Fälle müssen Freilaufdioden vorhanden sein und ein ausreichend dimensionierter Pufferkondensator.
Und wenn man eine Induktivität abschaltet, induziert sie eine Spannung, die der abgeschalteten Spannung gegenläufig ist, um den Spulenstrom aufrecht zu erhalten. Für DIESE Spannung sind die Freiluafdioden da, denn diese kann ein vielfaches der Betriebsspannung betragen. Und ein Motor ist nunmal eine Induktivität. Deine Beleidigungen kannst du dir im Übrigen sparen, sachliche Argumente reichen völlig.
Thomas S. schrieb: > Ich dachte hier posten Fachleute, aber wenn mir oben erzählt wird über > welche Dioden das laufen soll -aber das Prinzip nicht stimmt- dann frage > ich mich schon, ob das Schüler oder evtl. sonstige moderne Ingenieure > sind, die hier schreiben! Hallo, also mich intressiert der "Fred" hier definitiv sehr, da ich zur Zeit ebenfalls an einer H-Brücke arbeite. Diese funktioniert bis jetzt fehlerfrei, obwohl ich der Meinung bin, jeden Grundsatz der EMV verletzt zu haben. Ich nehme mal an, das du mit "moderne Ingenieure" wohl die Bachelor- bzw. Master-Absolventen meinst und fühle mich dadurch persönlich angegriffen. Die Unterstreichung bestärkt mich dabei in meiner Annahme. Ich habe Elektrotechnik studiert, weil sie seit meinem 10ten Lebenjahr meine größte Leidenschaft darstellt. Diese Leidenschaft ist doch wohl das Wichtigste, was wir hier, als "moderne Ingenieure" oder "veraltete Ingenieure" oder Techniker oder Fachleute oder Schüler oder intressierte Quereinsteiger teilen sollten. Sowohl das "moderne" als auch das "veraltete" Ingenieursstudium sollte uns doch wissenschaftliche Objektivität vermitteln und keine Subjektivität, in der wir uns gegenseitig an unserer Titel und Defizite erinnern. Sorry für das Statement, das so ziemlich nichts zum Thema beiträgt. Aber wenn ich sowas lese, brennt bei mir was durch.
Ja, sorry. War auch nicht so böse gemeint wie es vllt. aussah. Ich hatte mich nur darüber geärgert, dass meine Aussagen erstmal negiert, und dann mit mit Kleinigkeiten wie "dazu muß er aber über die Freilaudioden..." ergänzt wurden. Zurück zur Sachlichkeit. guude ts
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Hallo, ich habe jetzt einmal meine Schaltung aufgezeichnet. So wie auf dem Schaltplan gezeichnet, habe ich alles gemacht nur die Motoren drehen nicht. Im Datenblatt der Brücke ist diese Schaltung auch so aufgezeichnet. Der Mikrocontroller steuert auch die Brücke richtig an (das habe ich getestet) und es kommt aus der Brücke, bei den Motorausgängen, auch 12V heraus, wenn ich zb. auf Linksdrehen steuer. Bloß wenn ich das nun ändere (Richtung) passiert garnichts mehr. Was aber passiert ist: der MC wird warm. Ich nehme also an, dass irgenwas den MC stört, bloß ich weiß nicht was.. Danke und Gruß!
Die Pins 1 und 15 sind Sense-Leitungen, also die Masseanschlüsse der H-Brücke. Wenn du keine Strommessung machen willst, musst du diese auf Masse legen. :-)
Baue Schutzwiderstände (z.B. 100 Ohm) in jede Leitung zwischen µC und 298. Eine andere Möglichkeit für Dich wäre ein Resistor-Array mit 8 unabhängigen Rs(Bereich 100 - 10000 Ohm). > Es ist bestimmt ein Spikeproblem, vermutlich auf Gnd. > Beim Layout ist es ganz wichtig, Digital-Gnd und Power-Gnd > getrennt zu verlegen und nur an einem Punkt, nämlich am L298 > zu verbinden. Dort muss auch der dicke C hin, am besten noch > einen Keramischen parallel dazu. So wie der Schaltplan gezeichnet ist, hast Du meine Ratschläge vom 10.04.2011 17:24 nicht beachtet. Warum schreibe ich eigentlich? Welche Dioden hast Du verwendet? Hoffentlich keine 1N400x, sondern schnelle Schottkeys. Ein L6210 ist ein DIL14 Schottky-Array mit 8 Dioden, eigentlich für Schrittmotoren gedacht (gibt es bei Reichelt). http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/1375.pdf
Danke euch. Ich werd es mal probieren mit den 1 und 15 auf Masse und Schutzwiderstände zwischen dem MC und der 298. Das mit dem GND trennen hab ich irgendwie übersehen eProfi, tschuldige.. werde aber drauf achten!! Zu den Dioden. Nein es sind keine Schottkeys, ist das wichtig, dass ich da Schottkey Dioden verwende? Gruß :-)
Hallo, hier ein Feedback für euch :-) Also mit den Senseleitungen auf GND klappt es nun :-). Vorsichtshalber hab ich aber auch noch ein Widerstand zwischen dem MC und der Brücke eingebaut. Gruß und vielen Dank nochmal!
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